擴展光電化學（PEC)測量站

擴展光電化學（PEC)測量站配備了光柵和氙燈照明器，可提供廣泛的入射波長范圍：UV、VIS 和 NIR。帶有 Air Mass 1.5G 濾光片的氙氣照明器也可以用作太陽光模擬器。

擴展光電化學（PEC)測量站測量的內容：

• 在給定偏置電位下通過樣品的電流（計時安培法，CA），

• 開路電位 （OCP） 與光波長或黑暗的函數關系，

• 用太陽能 （AM 1.5G） 或單色光照射的樣品的光電流，

• I-V 特性 ，

• 到達樣品的入射光強度，

• 作用圖（光電流與電位和波長的函數關系），

• IPCE 映射作為電位和波長的函數，
  

PEC模塊站：

• 電化學屏蔽箱 ，

• 用于 UV、VIS 和 IR 光的光柵，

• 電化學工作站，用于電特性的全面表征，

• 帶控制器和水冷系統的氙氣照明器，

• 帶 Pt 對電極 （CE） 和 Ag/AgCl 參比電極 （RE） 的電化學比色皿，

• 帶可選 IMPS/IMVS 擴展的 LED 更換器，

• 時間分辨阻抗譜分析儀 ，

• FotoGUI 軟件。

屏蔽箱內部：

帶有電化學比色皿的樣品室

PEC測量站可擴展：

• 光功率和強度檢測器 ，

• 積分球 ，

• 強度調制光電流和光電壓光譜系統，

• 時間分辨阻抗譜分析儀 。
  

使用擴展型 PEC 站，可以將各種測量技術應用于樣品，而無需在不同的測量設置之間移動樣品。

Light Power 和 Intensity Detector 擴展

光功率和強度檢測器能夠研究組裝在樣品后面的光透過情況。設備還可用于按需系統重新校準。

系統使用 Light Power and Intensity Detector 擴展模塊測量的量：

• 樣品的透光率 

積分球擴展

該系統的模塊化設計可以輕松地將 I集成球連接到電化學屏蔽箱內，并將其拆下以恢復正常功能。

系統使用 Integrating Sphere 擴展模塊測量的量：

• APCE 映射作為電位和波長的函數，

• 樣品反射率。

強度調制光電流和光電壓光譜擴展

第二個光柵輸入可以選擇由帶有 10 個 LED 光源的 LED 轉換器占據。LED Changer 可以通過光強度調制模塊進行擴展，用于時間
尺度研究。來自所選 LED 的光可以通過鏡子或光柵在光柵上引導到電化學屏蔽箱。將 LED Changer 與光柵相結合，可提供更好的
光譜分辨率和較寬的光強度調制范圍。

光源的選擇及其操作通過軟件進行控制。

系統使用 IMPS/IMVS 擴展模塊測量的量：

• 少數載體壽命（重組時間），

• 載流子通過樣品的運輸時間，

• 通過接口的電荷傳輸速率，

• 擴散常數 ，

• 給定樣品厚度的擴散長度，

• 給定擴散長度的樣品厚度。
  

時間分辨阻抗譜擴展

該擴展模塊能夠研究不同類型樣品的動力學，例如電化學傳感器、暴露于給定試劑（光、溫度、催化劑等）時改變其特性的材料等。

該器件可測量流經樣品的電流和樣品上的電壓，以響應頻率疊加產生的電壓信號。

系統使用時間分辨阻抗譜擴展模塊測量的量：

• 自洽電化學阻抗譜 （EIS） 譜 ，

• 非線性效應：產生高次諧波、互調（輸入中的兩個頻率導致輸出中的第三個頻率）、電流整流（樣本的電阻取決于電流方向）、

• 其他動力學量。

規格：
儀器性能可根據定制要求進行定制。
氙燈

• 150 W 氙氣燈，

• 水冷系統 /

• 低電磁發射點火器 /

• 穩定模式：

• – 電流穩定（失真< 1%），

• – 電力穩定，

• – 光強度穩定（在實驗期間提供恒定樣品照明的獨特解決方案），

過濾器更換器

• 輪播界面上最多有 6 個過濾條件，

• 默認提供兩個邊緣（長通）濾光片：400 nm 和 510 nm，

• Air Mass 1.5G 濾波器，

恒電位儀

• 偏置電位范圍：-5 V ÷ 5 V，

• 電流范圍：10 nA、100 nA、1 μA、10 μA、100 μA、1 mA、10 mA、

• 電流分辨率：從 1 pA 到 100 nA（取決于范圍），

控制器

• 最大采樣率：1 kSample/s，

• 與 PC 連接：通過 USB 2.0，

• 兩個可同時處理的光電二極管輸入，

• 用于控制設備的 RS485 插座，
  

單色儀 UV/VIS/NIR

• 兩個輸入狹縫，用于兩個獨立的光源，

• 自動光源選擇 /

• 轉塔上最多三個格柵，

• 默認安裝一個反射鏡和兩個光柵：針對 300 nm 和 500 nm 進行了優化，均具有 1200 個凹槽/mm，

• 光譜范圍：200 ÷ 1200 nm（取決于光柵），

• 通過軟件操作轉塔位置的自動切換，

• 電動狹縫，通過軟件控制，

• 入口和輸出狹縫開口范圍：0 ÷ 5 mm，

• 電動內部快門，可切斷光束，通過軟件控制，

• 最大光譜分辨率：0.1 nm（取決于輸入和輸出狹縫寬度），

LED 轉換器

• 10 個 LED 插槽，

• 默認 LED 設置：365 nm、385 nm、405 nm、450 nm、520 nm、590 nm、630 nm、740 nm、840 nm、白色 （3000 K）、

• 提供定制 LED 選擇，

• LED 的典型功率：3W，

• 光強度調制：方波、正弦波、三角波、鋸齒波，振幅和偏置光強度可調，

• 光調制頻率范圍：1 μHz ÷ 10 kHz。

時間分辨阻抗譜分析儀

• 頻率范圍：1 mHz ÷ 1 MHz，

• 采樣率：1.22 kHz ÷ 10 MHz，

• 電流范圍：1 mA、100 μA、10 μA、1 μA、100 nA、10 nA、

• 電流分辨率：< 1 pA，

• 電壓范圍：-1 V ÷ 1 V，

• 電壓分辨率：< 100 μV，

氙燈提供的 PEC 測量站的典型光強度輸出

樣品上產生的光強度取決于輸入和輸出狹縫的波長和寬度。在圖片中，氙燈和兩個 1200 gr/mm 光柵的典型光強度：針對安裝在單色儀中的 300 nm 和 500 nm 進行了優化。

實驗結果示例：
量子效率圖

光電流與光波長和施加的電位相關的 3 維作用圖。

與時間相關的光電流

循環伏安法

與光波長相關的開路電位 （OCP）

強度調制光電流光譜

下圖所示的測量結果是針對 KNO3 電解液中 ITO 箔上的納米晶銳鈦礦獲得的。

警告：與使用 IUPAC（逆符號）約定的恒電位測量（世界上所有恒電位儀采用）相比，當前假設的符號約定是正常的。

3D 奈奎斯特 （Argand） 圖顯示了光電流的實部和虛部與光調制頻率的函數關系。

高次諧波的振幅。